1、第四十课时 第2、3节 生态系统的能量流动、生态系统的物质循环1.生态系统中物质循环的基本规律及应用 2.生态系统中能量流动的基本规律及应用考点一 能量流动的概念及过程【回扣教材】1概念：能量流动是指生态系统中的_、_、_和_的过程。2能量流动的起点：_。3能量流动的渠道：_。能量输入传递转化散失生产者(主要是植物)固定太阳能食物链和食物网4能量流动中能量形式的变化：_生物体有机物中的_(最终散失)。5 能 量 在 食 物 链 中 流 动 的 形 式 是：_。6能量散失的主要途径：_(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)，能量散失的主要形式：_。太阳光能化学能热能有机物(食物)中的化学能
2、呼吸作用热能【知识拓展】能量在流经每一营养级时的分流问题分析：1.能量来源：生产者的能量来自于太阳能,各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量摄入量粪便中所含能量)。2.能量去路：a.每个营养级生物呼吸作用释放的能量一部分用于生命活动,另一部分以热能散失；b.每个营养级生物一部分能量流到后一个营养级中；c.每个营养级生物的遗体、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来；d.未利用能量(现存量：最终被分解者利用,因此,也可归为c)。【典例精析】【例 1】下图表示在一个生态系统中,植物光合作用积累的有机物被植食动物利用的过程。下列有关叙述正确的是()A.之和为输入到生态系统的全部能量B.植食动物
3、粪便中的能量包含在中C.之和为流向分解者的能量D.占的百分比为能量传递效率B【解析】本题考查能量流动,意在考查考生的识图析图及分析判断能力,难度较大。输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,一部分用于植物呼吸消耗,一部分储存在植物体内的有机物中,A 说法错误；植食动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分,并未被植食动物同化,B 说法正确；表示植食动物呼吸消耗的能量,并没有流向分解者,C 说法错误；能量传递效率为相邻两营养级间同化量的比值,植物同化量未知,D 说法错误。考点二 能量流动的特点【回扣教材】1单向流动是指能量只能从_流向_，而不能反向流动。2逐级递减是指输入到一个营养级的能量不能百分
4、之百地流入下一营养级，能量在沿_流动过程中_。3能量传递效率：生态系统的能量传递效率为_的含义，是指一个营养级所同化的总能量大约只有_传递到_。前一营养级后一营养级食物链逐级减少10%20%10%20%下一个营养级【知识拓展】能量传递效率的含义相邻两营养级之间的传递效率下一营养级同化量上一营养级同化量100%。经生态学家的定量分析和研究表明,能量传递效率大约为 10%20%,但该比例只是大体上的数字,它反映了各类生态系统能量传递的一般规律。确切的比例会由于各种食物链的不同,食物链内营养级数目的不同,以及食物链与食物链之间的交织等因素而有差异。【典例精析】【例 2】下图为某生态系统中能量传递示意
5、图,以下叙述不正确的是()A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为 1 250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为 15%C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性C【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能1752008751 250 kJ,A 正确；能量从乙到丙的能量传递效率为 30/200100%15%,B 正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为光合作用提供了无机盐,但不能提高能量传递效率,C 错误；食物链的营养关系都是高营养级捕食低营养级,不可逆,这决定了能
6、量流动的单向性,D 正确。考点三 生态系统能量流动中的有关计算【知识拓展】能量在传递过程中的传递效率为 10%20%,进行计算时应注意以下思路：1.食物链中能量流动的计算方法设食物链 ABCD,分两种情况讨论(1)同一条食物链各营养级能量传递效率相同,则：现实问题思路求解 D 营养级净增量 M至少需 A 营养级的量 X X20%20%20%M 最多需 A 营养级的量 X X10%10%10%M A 营养级净重 ND 营养级最多增重的量 XN20%20%20%XD 营养级至少增重的量 XN10%10%10%X 提醒在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低
7、营养级生物的能量按 10%效率传递,若求“最(至)少”值,则说明较低营养级生物的能量按 20%效率传递。反之,已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低营养级生物的能量按 20%效率传递,若求“最少”值,则说明较低营养级生物的能量按 10%效率传递(2)同一食物链不同环节的传递效率不同时,相关问题解决思路：设 ABCD 食物链中,传递效率分别为a%、b%、c%,若现有 A 营养级生物重为 M,则能使 D 营养级生物增重多少？计算：Ma%b%c%X(X 表示 D 营养级生物增重的量)。此时不再涉及“最多”、“至少”。2.食物网中能量流动的计算方法(1)在能
8、量分配比例已知的情况下,根据已知的能量传递效率按实际的食物链条数计算。如：由于“赤潮”的影响,一条 4 kg 重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性海洋鱼的食物有 1/2 来自植物,1/4 来自草食鱼类,1/4 来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类,按能量流动效率 20%计算,该杂食性鱼从出生到死亡,共需海洋植物()A.120 kg B.160 kg C.60 kg D.100 kgB【解析】根据题干,可绘出食物网如下：因此共需海洋植物为 41/2541/45541/4555160 kg。(2)在能量分配比例未知的情况下,可按以下思路进行：知高营养级求低营养级需最多能量选最长食物链按10%计算需最少能
9、量选最短食物链按20%计算知低营养级求高营养级获最多能量选最短食物链按20%计算获最少能量选最长食物链按10%计算【典例精析】【例 3】(2015 福建卷)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是 Jm2a1)。下列叙述正确的是()A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为 1 357 Jm2a1D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统B【解析】A 项,该食物网中最长的食物链为：浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼,食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。B 项,第二营养级包括浮游动物
10、和摇蚊幼虫,二者共有的能量为 3 7804 2007 980,因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：7 98031 920100%25%。C 项,一个营养级所含有的能量,一部分流入下一个营养级,还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等,题目中 1 357 是 1 483(太阳鱼总同化量)减去 126(下一营养级摄入量)得到的,因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比 1 357 Jm2a1 要少。D 项,生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境,而食物网中只有生产者和消费者,无分解者,所以食物网与无机环境不能构成生态系统。考点四 物质循环(碳循环)【回扣教材】1生态系统的物质循环的
11、概念组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等化学元素，都不断进行着从_到_，又从_回到_的循环过程。物质循环具有_，故又称为_循环。2生态系统的物质循环的特点：具有_；反复出现、循环出现。无机环境生物群落生物群落无机环境全球性生物地球化学全球性3碳循环过程：(1)碳的存在形式：无机环境：_；生物群落：_。(2)碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以_的形式进行的。_进入生物群落主要是通过绿色植物的_完成的，生物群落中的含碳有机物则主要通过生物的_和微生物的_被分解成_，归还到无机环境中。此外还有_的燃烧。CO2和碳酸盐含碳有机物CO2光合作用呼吸作用分解作用CO2和H2O化石燃料CO2【知识
12、拓展】1.生态系统的物质循环的规律(1)“物质”是指构成生物体的各种化学元素。(2)循环范围：生物圈。(3)循环是指基本元素在生物群落与无机环境间往返出现,被生物群落反复利用。2.碳循环过程通常情况下,碳元素以 CO2 的形式通过绿色植物、光合细菌、蓝藻等的光合作用及硝化细菌等的化能合成作用从无机环境进入到生物群落,又可通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用以及化石燃料的燃烧以 CO2 的形式由生物群落回到无机环境。无机环境中的碳还会以 HCO3、CO23 的形式被植物根吸收而进入到生物群落。特别提醒 实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。碳在无机环境与生物群落之间传递时
13、,只有生产者与无机环境之间的传递是双向的,其他各成分间的传递均是单向的。【典例精析】【例 4】下图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表示碳传递途径。下列各项叙述不正确的是()A.碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物B.a 途径是通过光合作用实现的,b、d、g 途径是通过呼吸作用实现的C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行D.如果上图中的字母表示碳元素传递的数量,则夏季a、b、c、e 之间的关系可表示为 abceD【解析】碳在生物群落内部,是以有机物的形式流动的,所以,碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物,A项正确；a 表示
14、生产者的光合作用固定的碳量,b、d、g分别表示植物、动物、微生物通过呼吸作用释放到大气中的碳量,B 项正确；碳在生物群落和无机环境之间,主要是以CO2的形式循环,C项正确；a表示生产者固定的碳量,b表示植物呼吸作用释放到大气中的碳量,c 表示流到下一个营养级的碳量,e 表示被分解者利用的碳量,因植物自身生长发育还利用部分碳量,所以 abce,D 项错误。考点五 能量流动和物质循环的关系【回扣教材】能量流动和物质循环是_的，彼此相互依存，不可分割。能量的_，都离不开物质的_等过程。物质作为能量的_，使能量沿_流动；能量作为_，使物质能不断地在_和_之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过
15、_和_，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。同时进行固定、储存、转移和释放合成和分解载体食物链(网)动力生物群落无机环境能量流动物质循环【知识拓展】物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式以有机物为载体无机物特点单向传递、逐级递减往复循环范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系同时进行、相互依存，不可分割能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链(网)流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力图示【典例精析】【例 5】如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图,h、i、j、k 表示不同用途的有机物(j 是未利用部分),方框大小表示使用量,下列叙述正确
16、的是()BA.进入该生态系统的 CO2 量与各营养级 h 产生的CO2 总量相等B.生产者中 i 的量大于被初级消费者同化的有机物的量C.流向分解者的 k 可被生产者直接吸收利用D.流经该生态系统的物质和能量可循环利用【解析】分析图示可知,h、i、j、k 分别表示各营养级呼吸消耗的有机物、被下一营养级摄入的有机物、未利用的有机物、通过生物的遗体粪便等流入分解者的有机物。流入生态系统的 CO2 量大于各营养级及分解者呼吸作用产生的 CO2 总量,A 项错误；生产者中 i 的量,等于初级消费者同化的有机物的量与初级消费者排出的粪便中的能量之和,B 项正确；流向分解者的有机物(k),需经分解者的分解
17、作用转化成无机物后才能被生产者利用,C 项错误；在生态系统中,物质可循环利用,但能量是单向流动,不循环的,D 项错误。课时练习四十 一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(下图中所示数值的单位是 J/(cm2a),G 为植物,H 为植食性动物,C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是()A.与该生态系统稳定性密切相关的是图中 G、H 和 C所形成的营养结构B.由 G 到 H 的能量传递效率为 13.51%C.从生态学的观点来看,G、H 和 C 所包含的所有生物构成生物群落D.H 包括多种动物,它们之间的需求相似构成竞争关系C【解析】食物链和食物网是生态系统
18、的营养结构,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,而图中 G、H 和 C 可构成一条食物链,A项正确；由 G 到 H 的能量传递效率为(18.829.32.112.6)(18.8 29.3 2.1 12.6 96.3 293.1 12.5)13.51%,B 项正确；生物群落是由该生态系统中的所有生物构成,而 G 是生产者,H 和 C 为消费者,没有分解者,C项错误；H 为植食性动物,属于初级消费者,包括多种动物,它们之间的需求相似构成竞争关系,D 项正确。2.下表是一个相对封闭的生态系统中五个种群(存在着营养关系)的能量调查：种群甲乙丙丁戊 能量(107kJm2)2
19、.50 13.30 9.80 0.28 220.00图是根据该表数据作出的一些分析,其中与表中数据不相符合的是()A.1、3 B.2、3 C.2、4 D.1、4A【解析】因为能量传递是逐级递减的,戊能量最多是第一营养级,据能量传递效率乙和丙应是同一营养级,是第二营养级,甲是第三营养级,丁是第四营养级,故错误,正确。是捕食关系的图,而乙和丙是竞争关系,故错误,正确,因此选 A。3.对生态系统中能量流动的研究可以在种群、群落和生态系统三个层次上进行。下列是生态学家为研究能量流动而做的实验,以一定速率加入单细胞藻类(通常全部被吃掉)喂养水蚤,并以不同速率移走部分水蚤,同时调查移走不同年龄的个体对转化
20、效率(移走水蚤的量/添加的单细胞藻数量)的影响,结果如图,表示移走成年个体,表示移走幼年个体。下列说法正确的是()DA.该实验研究的是在群落层次上的能量流动分析B.研究表明水蚤的收获量总是远小于取食量,主要原因是水蚤大量死亡C.实验结果表明移走成年个体比移走幼年个体的转化效率低D.研究结果表明转化效率与移走比率、移走水蚤的年龄有关【解析】该实验研究是在种群层次上的能量流动分析；水蚤的收获量总是远小于取食量,原因是水蚤的呼吸消耗,并非水蚤大量死亡所致；从坐标图直观地看出,转化效率受横坐标移走比率的影响,同时移走成年个体,使种群年龄组成趋向增长型,有利于种群增长,因此转化效率与移走比率、移走水蚤的
21、年龄有关。4.某同学绘制了如图所示的能量流动图解,下列叙述正确的是()A.生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B.由生产者到初级消费者的能量传递效率为 D2/W1C.初级消费者摄入的能量为(A2B2C2)D.W1D1D2A【解析】生产者固定同化的总能量即用于自身呼吸作用消耗的 A1、用于自身生长发育繁殖的能量 B1C1D1,其中 C1 表示流向分解者,D1 表示流向下一营养级,其 D1又等于 A2B2C2D2,则生产者固定同化的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2),所以 A 正确；由生产者到初级消费者的能量传递效率为 D1/W1,所以 B 错误；初级消费者摄入的
22、能量等于其产生的粪便的量和其同化的量,所以 C 错误；W1D1A1B1C1,所以 D 错误。5.如图甲表示某生态系统的能量锥体图,P 为生产者,Q1 为初级消费者,Q2 为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析,其中分析不正确的是(注：图乙中 a、a1、a2 表示上一年留下来的能量,e、e1、e2 表示呼吸消耗量)()A.bcde 为本年度流入该生态系统的总能量B.c1 表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量C.b 和 d 之一可代表生产者传递给分解者的能量D.初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在 c中的D【解析】流入某生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,因此每年流入这
23、个生态系统的总能量是植物光合作用利用的光能,即 bcde,A 项正确；c1b2c2d2e2 表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量,即由初级消费者流入次级消费者的能量,B 项正确；图中 a 表示上一年留下来的能量,e 表示呼吸消耗量,c 表示流向下一个营养级的能量,b 和 d 表示未被利用的能量和流向分解者的能量,C 项正确；c 表示初级消费者同化的能量,而初级消费者产生的粪便中所含的能量最终流向分解者,D项错误。6.下图是某生态系统能量流动的示意图,下列叙述正确的是()A.发生 X1 过程的生物一定是绿色植物B.X2 过程表示的是初级消费者摄入的能量C.次级消费者粪便中的能量包含于 Z3
24、中D.第一营养级到第二营养级的能量传递效率可用X2/X1 表示D【解析】除了绿色植物,蓝藻和光合细菌也能利用光能将二氧化碳合成有机物,A 错误。X2 过程表示的是初级消费者同化的能量,B 错误。次级消费者粪便中的能量包含于初级消费者的同化量中,就是初级消费者流向次级消费者那部分能量,其中没有被次级消费者同化的能量以粪便形式流向分解者,C 错误。生产者流入初级消费者的能量 X2 与生产者固定的全部太阳能 X1 的比值,表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率,D 正确。7.右图中是白鹡鸰的猎物选择与单位时间净能量(净能量从猎物所获得能量捕获和处理猎物所消耗的能量)获得的关系。下列相关说法不正确的
25、是()A.动物对猎物的喜爱度越高,其在单位时间内获得的净能量相对越大B.大尺寸猎物单位体积所含能量少,所以净能量获得量少C.一般来说无论怎样选择猎物,相邻营养级间能量传递效率仍然是 10%20%D.白鹡鸰与猎物在相互选择中共同进化B【解析】由图示可以看出,单位时间内的净能量并不是随食物的增大而增多,猎物尺寸越大,捕获的几率会下降,猎物很小时,含有的能量又太少,所以中等大小时净能量最多。8.如图为生态系统碳循环示意图,图中 A、B、C 代表生态系统成分,数字表示碳的流动。下列叙述正确的是()A.图中生产者、B、C、A 构成了两条食物链B.为 CO2 形式,为有机物形式C.之和等于生产者同化的碳的
26、总量D.经流向 B 的碳全部储存于 B 体内的有机物中B【解析】题图中 A 为空气中的二氧化碳,B 为消费者,C 为分解者。食物链中不包括分解者和非生物的物质,A 说法错误；图中的、表示生产者、分解者和消费者呼吸作用产生的二氧化碳,表示生产者固定的二氧化碳,、表示生物之间的有机物传递,B 说法正确；是消费者流向分解者的能量,是的一部分,C 说法错误；生产者流向消费者的碳部分储存在 B 的有机物中,还有部分用于呼吸作用,D 说法错误。9.如下图表示某生态系统一年中 CO2 的释放和消耗状况。有关叙述正确的是()注：生产者呼吸释放量,分解者呼吸释放量,消费者呼吸释放量,生产者光合作用消耗量A.流经
27、该生态系统的总能量可用表示B.的量越小,说明该生态系统施用的有机肥料越多C.该生态系统中消费者同化量的多少可用表示D.该生态系统一年中 CO2 的释放量与消耗量相等A【解析】表示生产者光合作用消耗的 CO2 量,可表示流经该生态系统的总能量；生态系统施用的有机肥料越多,分解者呼吸越旺盛,释放的 CO2 量越多；生态系统中消费者同化量大于表示的呼吸量,生态系统一年中 CO2的释放量小于消耗量,这是因为还有一部分能量储存在生物体内。10.(2015 江苏卷)研究人员在不同季节对一小型湖泊水体进行采样,调查浮游藻类的数量和种类,结果如下图所示。下列叙述符合生态学原理的是(多选)()A.温度是影响该水
28、体中藻类种群变化的重要因素B.如果该水体发生富营养化,藻的种类会有所增加C.夏季可能是该湖泊中浮游动物种类最多的季节D.浮游藻类中的氧元素会有 10%20%进入浮游动物AC【解析】A 项,由题图可知,在春、夏、秋、冬不同的季节,浮游藻类的种类数不同,说明温度可影响藻类种群的变化。B 项,如果该水体发生富营养化,藻类会大量繁殖,但藻类的种类一般不会增加,甚至会减少。C 项,由题图可知,夏季水体中浮游藻类的种类最多,以浮游藻类为食物的浮游动物的种类可能也会最多。D 项,能量沿食物链流动时的传递效率为 10%20%,而浮游藻类中氧元素进入浮游动物体内属于物质循环过程。11.图甲表示某生态系统碳循环示
29、意图,图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图(N1N4 表示能量数值),下列说法错误的是()A.图甲中 B、C、D、E 构成群落,碳在其中流动的形式是有机物B.图乙中的a表示初级消费者的同化量,b表示用于生长、发育和繁殖的能量C.图乙中能量由初级消费者到次级消费者的传递效率为 N4/N2100%D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递C【解析】图甲中 B、C、D、E 分别是生产者、消费者、消费者和分解者,可以构成生物群落,碳在其中流动的形式是有机物；a 表示初级消费者的同化量,b 表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量,c 表示呼吸作用散失的能量；N4 为次级消费者的
30、摄入量,而初级消费者和次级消费者之间的传递效率是同化量的比值,C 错误。12.下图为生态系统中碳循环过程示意图,箭头表示物质循环方向。下列相关叙述正确的是()A.图中乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落B.图中过程均可表示不同生物的呼吸作用C.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行D.由于呼吸作用的消耗,丁对食物的同化量远小于摄入量C【解析】根据图中箭头指向判断,乙为生产者,甲为分解者,丙为初级消费者,丁为次级消费者。甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落。图中过程表示呼吸作用,和过程表示捕食的过程。缺少甲,则碳元素无法完全从生物群落返回无机环境。同化量小于摄入量是因为食物中有一部分不能
31、被消化吸收,与呼吸作用无关。二、非选择题13.现在低碳经济与绿色生活方式引起人们的关注。根据下图回答问题：图 1 图 2(1)煤是“高碳”能源,通过燃烧,碳主要以 CO2 的形式进入大气圈。根据图 1 提出一项实现“低碳”承诺、减少温室效应的关键措施：。保护植被,大力植树造林；控制(减少)化学燃料的燃烧,减少CO2的排放量；开发水能、太阳能等新能源(答案合理即可)(2)真核细胞产生 CO2 的场所有,绿色植物消耗 CO2 的场所是。(3)若图 1 中的生物种群及相互间的食物关系如图 2所示,设 E 种群总能量为 11010kJ；B 种群总能量为 2108 kJ,D 种群总能量是 2.5108
32、kJ,当 A 只捕食 C 时,能量传递效率按 20%计算,则 A 的能量值是。(4)图 3 是该生态系统中能量流向蛙类后发生的一系列变化示意图。请据图回答相关问题：图 3线粒体、细胞质基质叶绿体基质3.1108 kJ图中的 A 表示蛙同化的能量,C 为分解者利用的能量,则 D 为。当生态系统处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于(填“K”或“K/2”)值,此时种群数量的增长速率为。【解析】(1)温室效应形成的原因是：化学燃料短时间内大量燃烧,使大气中 CO2 含量增加、打破了碳循环的平衡。因此要减少温室效应,就要从减少 CO2 的排放与增加 CO2 的吸收方面采用可行的措施：如保护植被,大力
33、植树造林；控制(减少)化学燃料的燃烧,减少 CO2 的排放量；开发水能、太阳能等新能源等。通过呼吸作用散失的能量K0(2)真核细胞在有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段都会有 CO2的产生,其场所分别为线粒体基质和细胞质基质。绿色植物进行光合作用时,在叶绿体基质进行的暗反应需要消耗 CO2。(3)分析图 2 可知,E 为生产者,A、B、C、D 均为消费者。设 E 种群总能量为 11010 kJ,B 种群总能量为2108 kJ,D 种群总能量是 2.5108 kJ,当 A 只捕食 C 时,能量传递效率按 20%计算,则 A 的能量值是(1101020%21082.5108)20%3.1108
34、kJ。(4)图中的 A 表示蛙同化的能量,C 为分解者利用的能量,则 D 为通过呼吸作用散失的能量。当生态系统处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于环境容纳量,即 K值,此时种群数量的增长速率为 0。14.某湿地稻田养鱼复合生态系统中生存有卷叶螟及其天敌青蛙等生物,甲图为该生态系统中能量流经某几个营养级的示意图(其中字母表示能量值,数字表示生理过程),乙图实线表示该生态系统中某种鱼净补充量(出生速率与死亡速率的差)与种群密度的关系,虚线、表示不同的捕捞强度下这种鱼捕捞量与种群密度的关系。请据图回答：(1)青蛙在该生态系统中属于级消费者,、表示的生理过程是。次呼吸作用(2)由甲图可知,该系统能
35、量从第二营养级传递到第三营养级的效率为(用图中字母表示)。生态农业实现了能量的多级利用,利用的是(用图中字母表示)的能量。(3)当种群密度为 K/2 时,在所示捕捞强度下种群数量的变化趋势是(增加或减少)。若要获得该鱼最 大 的 持 续 产 量,应 维 持 的 捕 捞 强 度 为 图 中 的 曲线。e/b100%ghi增加【解析】(1)根据题意,青蛙是卷叶螟的天敌,故属于次级消费者,代表的生理过程是呼吸作用。(2)该系统能量从第二营养级传递到第三营养级的效率为 e/b100%,生态农业实现了能量的多级利用,利用的是 ghi 中的能量。(3)当种群密度为 K/2 时,所示的捕捞强度小于净补充量,
36、因此该种群的数量会增加；若要获得该鱼类的最大持续产量,应维持捕捞强度为曲线,原因是在该捕捞强度下,捕捞量等于最大净补充量,并且该种群的数量能保持基本不变,因此能持续高产。15.图甲表示某生态系统中碳元素的循环途径,图乙表示图甲中 B1 种群数量的变化,图丙表示图甲中 B1 的能量流动过程。请回答下列问题：(1)图甲中属于能量金字塔中的生物有(填字母)。A、B1、B2、B3(2)B1 和 B2 的行为活动互被对方感知,以利于捕食和反捕食。这体现了生态系统的功能之一是。(3)据图乙分析,B1 的种群数量约为(用K1、K2 表示)时,种群数量增长最快。(4)图丙中,流经 B1 的总能量是kJm2a1
37、,流入 B2 的能量是kJm2a1(5)该生态系统中,每年有一定量的有机物残屑未被分解,推 测 影 响 分 解 者 分 解 效 率 的 主 要 环 境 因 素是。该因素导致分解者细胞内的活性降低。(6)据研究表明B3几乎含有人体所需的全部营养成分,还可提高人体的免疫力和抵抗力,这属于生物多样性的价值。信息传递(K1K2)/4477.4X温度酶直接【解析】(1)能量金字塔中的生物成分只有生产者和消费者,不包括分解者,图甲中 C 为分解者,A 为生产者,B1、B2、B3 为消费者。(2)B1 和 B2 的行为活动互被对方感知,以利于捕食和反捕食,这属于生态系统的信息传递功能。(3)当种群数量处于最
38、大值的 1/2 时,种群数量增长最快,故种群数量为(K1K2)/4。(4)流经 B1 的总能量等于摄入量粪便量2 119.51 642.1477.4。流入 B2 的能量是为 X。(5)分解者分解效率的主要环境因素为温度,因为温度影响酶的活性。(6)生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值,而 B3 几乎含有人体所需的全部营养成分,还可提高人体的免疫力和抵抗力,属于直接价值。16.研究人员在对某湖泊生态系统研究后,绘制了该生态系统的食物网(图甲)和碳循环示意图(图乙),图中 A、B、C、D 表示生态系统的相关成分。请据甲、乙两图,回答问题：甲 乙(1)图乙中的(填字母)可构成生物群落,碳
39、元素在其中是以传递的。(2)从生态系统的组成成分看,与乙图相比较,甲图中没有的是(填字母)。(3)湖泊中,水蚤与河蚌的关系是。B、C、D有机物A、D捕食、竞争(4)水蚤吃藻类,而河蚌吃小球藻和水蚤,河蚌属于第营养级；水蚤的粪便能被细菌和真菌分解,这种情况下,细菌和真菌的能量直接来源于第营养级。(5)若河蚌从小球藻中获得的能量为 3/5,从水蚤中获得的能量为 2/5,则河蚌增加 10 g 体重,最少需要小球藻g。(6)该地出现了较为严重的自然灾害,如图为在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103 kJm2a1)。在人为干预下,能量在第三营养级到第四营养级之间的传递效率为。用于植食动物自身的
40、生长、发育、繁殖等的能量值是。二、三一1303.33%1.2104 kJm2a1【解析】(1)由于图乙表示碳循环示意图,则图中 A 表示大气中的二氧化碳,B 表示生产者,C 表示消费者,D 表示分解者,一定区域内的所有生物构成群落,包括生产者、消费者和分解者,即 B、C、D 构成群落；在生物群落内部碳元素是以含碳有机物的形式进行传递。(2)图甲表示该生态系统的食物网示意图,食物网中只有生产者和消费者两种成分,而乙图中 A 表示大气中的二氧化碳,B 表示生产者,C 表示消费者,D 表示分解者,故甲图中没有的成分为 A、D。(3)从图甲中可以看出,河蚌捕食水蚤,并且与水蚤共同捕食小球藻,因此二者的
41、关系是捕食和竞争。(4)河蚌以小球藻为食,河蚌是第二营养级,河蚌还可以以水蚤为食,水蚤以小球藻为食,河蚌是第三营养级,因此河蚌为第二、三营养级；水蚤的粪便中的能量来自上一营养级的同化量,水蚤的粪便能被细菌、真菌分解,因此细菌、真菌的能量直接来源为第一营养级。(5)与河蚌有关的食物链有两条：小球藻河蚌,小球藻水蚤河蚌。河蚌增重 10 g,求最少需要小球藻的质量,因此传递效率应按 20%计算,最少需要小球藻的质量103/520%102/520%20%130(g)。(6)分析题图,根据能量守恒可以推知,由植食动物流向肉食动物的能量为：(142)(490.5)2.5(103 kJm2a1),补偿输入肉食动物的能量为：(2.15.10.050.25)2.55(103 kJm2a1),由于肉食动物流向顶位肉食动物的能量为 0.25(103 kJm2a1),因此第三营养级流向第四营养级的传递效率为：0.25(52.5)3.33%；由于植食动物获得能量中一部分通过呼吸作用散失外,剩下的用于生长发育和繁殖,因此植食动物生长、发育和繁殖所需要的能量为获得能量呼吸作用散失能量(142)412103 kJm2a11.2104 kJm2a1。